树脂复合材料在汽车内饰中的应用

树脂复合材料在汽车内饰中的应用

顾増宾

（天津东海理化汽车部件有限公司，天津300457）

1引言

随着社会的发展，世界汽车工业逐渐趋向轻量化、低成本化，同时新型材料在汽车内饰中的应用也引起了越来越多的生产厂家的关注和重视，比如汽车的隔音防震功能、碰撞的应急保护措施、汽车内部环境的舒适度、汽车内电子设备的应用及其使用寿命等。因此汽车内饰要求制作原料必须具备较好的强度和韧性、较低的质量与成本、良好的隔音效果等性能，这就要求内饰部件的材料组成复杂，制作工艺也需要更高的劳动含量。为了能够保证汽车的竞争力，汽车的研究人员对汽车内饰的研究和开发也越来越重视，树脂复合材料也逐渐成为了汽车内饰的关键材料之一。

世界上许多汽车公司都开发了以树脂为基础原料的复合材料，以适应汽车内饰的复杂要求，如Basell，Ineos等公司的PP（聚丙烯）系列产品，其抗冲性高、流动性强，适用于薄壁门板的注射成型；Dow 化学公司开发的U-nipol聚合工艺生产的抗冲共聚PP，刚性和韧性好，抗低温冲击效果优异。本文通过实际生产调研，对树脂复合材料的性能及其在汽车内饰中的应用进行了具体的分析，为树脂复合材料在汽车内饰中的发展提供了有力的支撑。

2树脂复合材料简介

2.1树脂复合材料的组成及分类

树脂复合材料是指一种以树脂为基础，与纤维增强材料及辅助材料复合组成的新型材料，具有较好的强度和刚度，抗疲劳性能和耐腐蚀性能都比较好，可设计性极强，制造较为方便，造价很低。树脂材料可以分为热固性和热塑性两大类，热固性材料包括通用树脂、工程塑料及特种工程塑料，热塑性树脂是指线性高分子材料，遇热膨胀、熔融、熔体流动性强，冷却后成为固体，加工过程可逆，形态变化过程为物理变化，所以制造加工成型极为容易。热塑性树脂材料及其复合材料多采用注塑成型，产品多为汽车内饰或装饰件，应用十分广泛。

汽车用热塑性树脂复合材料种类繁多，其中以由聚丙烯基材和增强体复合成的烯类复合材料应用最为广泛，具有质量轻、性能优异、易回收的特点。烯类复合材料包括玻璃纤维毡增强热塑性复合材料（GMT）、长纤维增强热塑性复合材料（LFT）、天然纤维增强热塑性复合材料（NMT）、碳纤维增强热塑性复合材料（GFRP），其中以天然纤维增强热塑性复合材料在汽车内饰中应用最为广泛，后文将对其进行具体论述。

2.2树脂复合材料的性能特点

树脂复合材料具有的主要性能特点有：一是质量轻、强度较高，树脂复合材料的相对密度较小，一般在1.5-2之间，为碳钢的四分之一左右，但是强度较大、承载能力高，使用树脂复合材料的汽车配件，可以大幅度减轻汽车重量，降低油耗，节约成本；二是性能具有可设计性，树脂复合材料的物理性能、化学性能、力学性能都可以根据产品要求对原材料及其配比进行选择设计，通过不同的种类、配比、加工方法、纤维含量以及铺层方式进行合理设计，从而达到材料的要求；三是耐腐蚀性能良好，树脂复合材料通常有很好的耐磨性，而且根据配件使用要求，可以有针对性地对复合材料进行生产；四是减振性能良好，树脂复合材料的振动衰减系数很大，有很好的抗冲击性，当汽车发生碰撞时，可以减轻对人体的伤害，有利于汽车的行车安全；五是加工工艺简单，树脂复合材料的结构复杂，配件生产可以采用模具一次成型法进行生产，不仅减少零件个数及接头紧固件，还可以节省原材料和工时，极大的降低生产成本；六是树脂复合材料的配件对缺口、应力集中等敏感性差，纤维具有阻止和改变裂纹扩展方向的效果，因此树脂复合材料都具有较好的抗疲劳性能。3树脂复合材料在汽车内饰中的应用

树脂复合材料是汽车内饰的主要材料，而其中用的最多的是天然纤维增强热塑性复合材料（natural fiber materials thermoplastic简称为NMT），这种复合材料是由麻纤维、竹纤维、甘蔗渣纤维等天然纤维复合而成。由于天然纤维具有价格低廉、可回收、可降解、可再生等优点，所以成为汽车内饰的首选。与之相比由玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维或碳纤维等人造合成纤维组成的传统型纤维增强复合材料，虽然强度和韧性都能达到要求，但是制造耗能大、造价高，而且对环境污染严重，所以被排斥在汽车内饰之外。

NMT目前主要应用在轿车的产品有很多，如门内板、行李箱、顶棚、座椅背板、衣帽架、仪表盘等。世界著名的戴姆勒-克莱斯勒公司目前已经成功的将天然纤维增强热塑性复合材料应用在其生产的奔驰系列轿车上，取代了原本此类车在车门、车内部件上用的木纤维复合材料，替换后的亚麻/剑麻毡增强的环氧树脂复合材料，不仅在质量上减轻了百分之二十以上，还大大改善了零件的机械性能，尤其在安全保护方面效果极好。另外，采用亚麻/剑麻毡增强树脂复合材料能较容易的将复杂的立体构件成型，在车门内板等部件上具有较好的应用效果。

世界著名的福特汽车公司在此方面也取得了很大的成就。福特公司的德国材料工程研发部门开发出了亚麻/PP注射成型技术，这种材料广泛应用于制造冷凝器加、引擎挡板等部件，与此前应用的玻璃纤维增强热塑性复合材料相比，此类材料的部件质量减轻了四分之一。菲亚特公司也开发出新型的天然纤维复合材料，将其应用在汽车座椅、仪表盘、车门把手以及密封圈等的制作上，应用效果极好。

在我国华南理工大学也开发出来了新型的天然纤维复合材料，它们以黄麻纤维毡增强聚丙烯加入各种不同的改性剂和填料，对复合纤维材料进行了表面处理以及玻璃纤维混杂等方式，显著的提高了麻纤维复合材料的力学性能，并通过与长春一汽的车身车架厂合作，将麻纤维增强热塑性复合材料应用于汽车侧护板以及车内装饰板上。另外，天然纤维中的洋麻、大麻、亚麻、木纤维等同聚丙烯复合后，根据不同的性能，已经广泛应用汽车内的杂物箱以及其他的车内装饰件上。

随着近年来汽车行业的迅猛发展，人们对汽车舒适度的要求也越来越高，与此同时汽车工业给人类带来越来越严重的污染，给人类社会的生产和发展带来了很大压力，从而促使汽车行业向省油、环保而又舒适的方向发展。目前汽车轻量化是汽车节能减排的一个重要举措，树脂复合材料必然在汽车中得到广泛的应用，而天然纤维增强热塑性复合材料以其独特的特点，也必然会越来越广泛的应用于汽车的内饰件中，使车内的环境更好、更舒适。

4结束语

本文首先对树脂复合材料对汽车工业的重要作用进行了具体的描述，然后对树脂复合材料的组成、分离以及性能特点进行了探讨和分析，最后结合实体实例，对天然纤维增强热塑性复合材料在汽车内饰中的广泛应用进行了详细的论述，并对树脂复合材料在汽车内饰中的应用情况进行了展望，为树脂复合材料在汽车内饰中的推广应用起到较好的促进作用。

参考文献

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[2]杨福生等.国外热塑性树脂基复合材料现状及发展趋势[J].吉林化

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[3]刘晓烨,戴干策.黄麻纤维毡的表面处理及其增强聚丙烯复合材料的力学性能[J].复合材料学报,2006,23(5):63-69.

摘要：随着汽车工业的迅速发展，树脂复合材料以质量小、强度高、耐腐蚀、价格低等特点在汽车内饰中占有独特的地位。文章首先对树脂复合材料的性能特点、分类和组成进行了具体的介绍，然后对天然纤维增强热塑性复合材料的在汽车内饰上的应用进行了详细的论述，以期望对树脂复合材料在汽车内饰中的推广应用起到较好的促进作用。

关键词：树脂复合材料；汽车内饰；应用

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